고온고압증기양생기포콘크리트구조 강도설계법 KDS 41 60 60 :2022 건설기준

고온고압증기양생기포콘크리트구조 강도설계법 KDS 41 60 60 :2022란?

KDS 41 60 60:2022 "고온고압증기양생기포콘크리트구조 강도설계법"은 고온고압증기양생(Autoclaved) 기포콘크리트(AAC)를 사용한 건축 구조물의 강도 설계에 관한 기준을 제시합니다. 이 기준은 AAC의 재료적 특성과 거동을 고려하여 안전하고 경제적인 구조 설계를 위한 다양한 설계 기준, 허용응력, 하중계산 방법, 내구성 확보를 위한 고려사항 등을 포함하고 있습니다. 즉, AAC 구조물의 안전성과 성능을 확보하기 위한 구체적인 설계 절차와 방법을 상세히 기술한 기술 기준 문서입니다.

고온고압증기양생기포콘크리트구조 강도설계법 KDS 41 60 60 :2022 건설기준

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건축물 콘크리트구조 설계기준 KDS 41 20 00 :2022 건설 설계기준

 

철근콘크리트 내진구조 시공 SMCS 17 14 05 :2018 서울시 전문 시방서

 

1. 일반사항

1.1 목적

(1) KDS 41 60 60은 고온고압증기양생기포콘크리트(autoclaved lightweight concrete, 이하 ALC)의 일반적인 요구사항과 설계방법에 따른 기술적 사항들을 규정함으로써 ALC 구조의 안전성과 사용성, 내구성을 확보하는 것을 그 목적으로 한다.

1.2 적용범위

(1) 이 기준은 ALC 구조의 구조설계에 필요한 최소요구사항을 규정한다.

① ALC 구조설계는 이 장에서 언급된 내용과 KDS 41 60 15의 요구 사항을 따라야 한다.

② ALC 구조설계 기본원칙은 KDS 41 60 30을 따라야 한다.

③ ALC 보강패널설계는 4.3.7을 따른다.

1.3 참고 기준

1.3.1 관련 법규

내용 없음.

1.3.2 관련 기준

● KDS 41 60 05 조적식구조 일반

● KDS 41 60 15 조적식구조 설계 일반

● KDS 41 60 30 조적식구조 강도설계법

1.4 용어의 정의

(1) KDS 41 60 05에 따른다.

1.5 기호의 정의

：조적벽체 순단면적(mm)

：전단벽체에 전단응력이 작용하는 순단면적(mm)

：종방향철근의 전체 단면적(mm)

：압축대 깊이(mm)

：부재의 폭(mm)

：변형률의 중립축 깊이(mm)

：지진하중에 대한 변위산정계수

：종방향 인장철근의 중심에서 압축콘크리트 연단까지 거리(mm)

：보강철근의 단면 지름(mm)

：전단방향으로의 벽체의 두께(mm)

：ALC 탄성계수 (MPa)

：철근의 탄성계수(MPa)

：바닥 또는 지붕하중 계수축하중의 편심(mm)

：ALC 기준압축강도(MPa)

：그라우트의 기준압축강도(MPa)

：철근의 항복강도(MPa)

：ALC의 파괴계수(MPa)

：ALC 쪼갬인장강도 (MPa)

：작용전단응력(MPa)

：유효높이(mm)

：ALC 전단벽체의 높이 (mm)

：벽체의 세장비

：균열단면2차모멘트(mm)

：유효단면2차모멘트(mm)

：단면전체의 단면2차모멘트(mm)

：줄눈의 최소 피복두께(mm)

：ALC 벽체의 폭(mm)

：철근정착길이(mm)

：표준후크의 등가 정착길이(mm)

：ALC 벽체의 길이(mm)

：벽체의 균열 모멘트(N·m)

：벽체작용 계수 모멘트(N·m)

：탄성계수비

：벽체상부에 작용하는 바닥 또는 지붕하중 계수 축하중(N)

：벽체에 작용하는 계수축하중(N)

：벽체단면 2차 반경(mm)

：벽체의 단면계수(mm)

：철근의 중심 간격(mm)

：벽체의 두께(mm)

：벽체의 전단강도(kN)

：보강철망으로 발휘하는 전단강도(kN)

：압축스트럿의 폭(mm)

：벽체에 작용하는 단위 면적당 작용하는 계수등분포 하중

：건물의 유효 높이에서 지진하중에 대한 횡변위(mm)

：계수하중에 대한 처짐(mm)

：정착길이 보정계수

：조적조벽체의 최대변형률

：축력의 2차 효과를 고려한 모멘트 증폭계수

：접합면 마찰계수

2. 조사 및 계획

내용 없음.

3. 재료

3.1 일반사항

3.1.1 압축 강도

(1) ALC 벽돌의 공칭 압축강도

는 2.0 MPa 이상이어야 한다.

(2) 그라우트 공칭 압축 강도

는 14 MPa 이상이어야 하며 35 MPa를 초과할 수 없다.

3.1.2 조적조 쪼갬인장강도

(1) 쪼갬인장강도

는 식(3.1-1)으로 결정한다.

(3.1-1)

3.1.3 조적조 파괴계수

(1) 파괴계수,

는 조적조 쪼갬인장 강도,

의 2 배로 한다. 단면에 모르타르가 사용된 경우

의 값은 0.34 MPa를 초과하지 않아야 한다. ALC 단면에 줄눈모르타르가 함께 있는 경우

의 값은 해당 단면에서 0.55 MPa를 초과하지 않아야 한다.

3.1.4 조적조 직접 전단강도

(1) ALC 계면을 통한 직접전단 강도

는 식(3.1-2)로 계산하고, 그라우트와 ALC 계면을 통한 전단강도는 345 kPa로 한다.

(3.1-2)

3.1.5 마찰 계수

(1) ALC 사이 마찰 계수는 0.75을 적용하고 ALC와 모르타르 사이의 마찰 계수는 1.0으로 간주한다.

3.1.6 철근강도

(1) 조적조 설계에서 철근항복강도

는 420 MPa를 초과하지 않아야 한다. 실제 항복 강도는 항복강도의 1.3배를 초과하지 않아야한다.

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4. 설계

4.1 일반사항

4.1.1 요구 강도

(1) 요구강도는 KDS 41 12 00 하중조합에 따른 하중효과로 압축부재는 축하중과 모멘트의 조합응력을 고려하여야 한다.

4.1.2 설계 강도

(1) 4.1.4의 강도감소계수(

)로 저감된 공칭강도는 요구강도를 만족하여야 한다.

4.1.3 줄눈 모르타르 강도

(1) ALC 접합부 인장 부착강도는 3.1.3의 한도를 초과해서는 안 된다. 막힌 줄눈쌓기에서 최대 높이가 200 mm ALC 개체의 연결부사이에 마구리 줄눈을 채우지 않을 수 있다. 막힌줄눈을 설치하지 않은 ALC 조적조은 반드시 마구리 줄눈을 사용하여야 한다.

4.1.4 강도감소계수

(1) 앵커볼트의 공칭강도가 ALC 파괴강도로 결정되는 경우,

는 0.50으로 취한다. 앵커볼트의 공칭강도가 앵커볼트강도로 결정되는 경우

는 0.90을 적용한다. 앵커볼트의 공칭강도가 앵커의 인발강도로 결정되는 경우

은 0.65를 적용한다.

(2) 지압강도에 대해서는

는 0.60을 적용한다.

(3) 비보강 ALC 조적조의 휨 및 축하중 조합 의 경우

값을 0.60을 적용한다.

(4) 보강 ALC 조적조의 휨 및 축하중 조합의 경우

값을 0.90을 적용한다.

(5) 전단 (shear)에 대해서는

값을 0.80을 적용한다.

4.1.5 변형요구사항

(1) 비보강 ALC 부재의 변형은 비균열 단면을 기준으로 산정한다.

(2) 보강 ALC 부재의 변형은 보강재 및 그라우트를 포함한 균열단면으로 간주하여 산정한다. 균열 단면으로 간주하지 않는 경우 처짐 계산에서 휨 및 전단강성은 전체단면성능의 절반을 초과하지 않아야 한다.

4.1.6 앵커볼트

(1) 굽힌 앵커볼트는 그라우트에 매립되어,

대신

를 사용하고 연단거리와 매입깊이에 미치는 영향을 무시한다. 그라우트 없는 ALC에 설치된 앵커는 제조사에서 제시한 공칭값으로 설계하며 공인시험기관 시험결과를 이용하여 요구조건을 검증해야 한다.

4.1.7 지압강도

(1) 지압강도는

에 다음과 같이 정의된

중 작은 값에 곱한 값으로 산정한다.

(4.1-1)

(4.1-2)

여기서,

는 피라미드 형태로 지압이 퍼져가는 형상의 아래쪽 면적을 나타내며

는 윗부분 면적에 해당한다.

(2) 프리캐스트 바닥과 지붕을 단순 지지하는 ALC 조적조 전단벽체의 지압면:

경간 방향으로 지지벽체 단부에서 프리캐스트 부재 끝단까지의 허용오차를 고려한 최소 거리는 다음의 규정을 따른다.

① ALC 바닥 패널의 경우 50 mm

② 슬래브 또는 중공형 슬래브의 경우 50 mm

③ 보 또는 장선 부재인 경우 75 mm

4.1.8 내쌓기

(1) 하중을 받는 내쌓기는 허용하지 않는다. 단 ALC의 하중을 받지 않는 내쌓기는 다음 사항을 따라야 한다. 내쌓기 벽돌 뒷 접촉 부분은 평면에서 6.4 mm이내에 있어야 한다.

① 코벨의 내민 부분은 벽체 두께의 1/2를 초과할 수 없다.

② 내미는 벽돌은 벽돌 두께의 1/2과 벽돌의 폭의 1/3를 초과할 수 없다.

4.2 비보강 ALC 조적조

4.2.1 범위

(1) 4.2의 요구사항에 4.1의 요구사항을 추가하여 인장력에 저항하는 비보강 ALC 조적조 설계에 적용된다.

① 부재강도 산정시 비보강 ALC 부재설계에 주어진 단위조적 부재, 모르타르 및 그라우트의 강도를 사용한다.

② 철근응력은 내력산정에 포함하지 않는다.

③ 비보강 ALC 부재는 균열발생을 허용하지 않는다.

④ 비보강 ALC 조적조는 비구조요소의 칸막이벽 등에 한정하여 사용한다.

4.2.2 휨 강도

(1) 비보강 ALC 부재의 휨 강도 산정은 다음 가정을 따른다.

① 계수 휨 및 축하중에 대한 부재설계는 역학이론에 따라야 한다.

② 조적조의 변형률은 중립축으로 부터 거리에 비례한다.

③ 벽돌의 휨 인장은 변형에 비례한다.

④ 벽돌의 축방향 압축응력과 휨응력은 변형에 비례하며 공칭압축강도는

에 해당하는 응력을 초과하지 않아야한다.

⑤ 공칭 휨인장 강도는 3.1.3의 파괴계수를 이용하여 산정한다.

4.2.3 압축강도

(1) 압축강도 (

)는 식(4.2-1) 또는 식(4.2-2)을 사용한다.

①

비가 99 이하인 부재의 경우 :

(4.2-1)

②

비가 99를 초과하는 부재의 경우 :

(4.2-2)

여기서,

：조적벽체 순단면적(mm)

：ALC 기준압축강도(MPa)

：벽체의 세장비

4.2.4 인장강도

(1) 축인장력을 받는 비보강 ALC 조적조에서 인장강도는 무시한다.

4.2.5 전단강도

(1) 전단강도

는 4.3.4.1.2 (1) 및 4.3.4.1.2 (2)의 계산 값 중 가장 작은 값을 사용한다. 4.3.4.1.2 (3)의 공칭 전단강도 산정에서 보강효과는 무시한다. 4.3.4.1.2는 막힌줄눈이 아닌 ALC 전단벽에 적용한다. 4.3.4.1.2 (4)의 규정은 면외력을 받는 ALC 벽체에 적용한다.

4.2.6 균열

(1) 휨 균열강도는 4.3.6에 따라 산정한다.

4.3 보강 ALC 조적조

4.3.1 범위

(1) 이 절의 요구사항은 4.1의 요구사항에 추가되며 인장력에 저항하는 보강 ALC 조적조 설계에 적용한다.

4.3.2 설계 가정

(1) 보강 ALC 조적조 설계에 다음 가정을 적용한다.

① 철근, 그라우트, ALC 조적조 사이에는 변형률 적합성이 이루어진다.

② 휨과 축하중의 조합응력에 저항하는 보강 ALC 조적조 단면의 강도는 평형조건으로 산정한다.

③ ALC 조적조 압축연단의 최대변형률

는 등급 2 ALC의 경우 0.0012, 등급 4 ALC 이상의 경우 0.003으로 가정한다.

④ 철근의 인장 및 압축 응력은 철근의 탄성 계수

와 철근의 변형률

으로 계산되며

을 초과하지 않는다. 4.3.3.5의 최대 휨 보강철근비를 만족하는 철근의 압축응력효과는 횡구속보강이 없는 경우 무시해야 한다.

⑤ ALC 조적조 인장강도는 부재의 강도 산정에서 무시한다.

⑥ ALC 조적조 압축응력

는 단면 모서리와 중립축에 평행한 직선을 경계로 하는 등가 압축응력블록에 균일하게 분포하는 것으로 가정한다. 압축대의 길이는

로 정의하며, c는 압축 연단에서 중립축까지 거리이다.

4.3.3 철근상세

4.3.3.1 보강 철근 크기 제한

(1) ALC에 D29을 초과하는 보강철근을 사용할 수 없다. 철근직경은 부재 두께의 1/8을 초과할 수 없으며, 시공줄눈 치수의 1/4을 초과할 수 없다. 소성 힌지 구역에서 줄눈에 배치된 철근면적은 줄눈 면적의 3 %를 초과해서는 안 된다. 소성힌지구역 이외의 그라우트에 위치한 철근의 면적은 줄눈 면적의 4.5 %를 초과해서는 안 된다.

4.3.3.2 표준 후크

(1) 인장구역에서 사용되는 표준후크의 등가정착길이

는 식(4.3-1)으로 산정할 수 있다.

(4.3-1)

여기서,

：보강철근의 단면 지름(mm)

4.3.3.3 정착

(1) 인장 및 압축 철근의 정착 - 필요한 인장 또는 압축 철근은 다음 조항에 따라 정착을 확보해야한다. 보강재의 정착 길이는 식(4.3-2)으로 결정하지만, 300 mm 보다 작아서는 안 된다.

(4.3-2)

여기서,

는 줄눈의 최소 피복두께이고, 인접 보강재와의 순간격 및

중 가장 작은 것을 초과해서는 안 된다.

D-10에서 D-16까지

D-19에서 D-22까지

D-25에서 D-29까지

(2) 전단보강근 정착 - 전단보강근은 부재깊이 만큼 연장하고 피복두께를 확보하여야 한다.

또한 벽체 단부를 제외하고, 4.3.4.1.2의 전단강도 요구조건을 충족하기 위해 필요한 수평 철근의 단부는 180° 구부려 모서리 수직 보강 철근과 연결해야한다. 단일 스터럽 또는 U-스터럽의 단부는 다음 방법 중 한가지 방법으로 고정되어야 한다.

① 표준 후크의 묻힘길이

이상 - 스터럽의 유효묻힘길이는 부재 중앙 깊이와

에서 후크의 시작점 (접선 지점) 사이의 거리로 취한다.

② 전단 보강근의 직경이 D-16 및 이하인 경우에는 135° 이상 구부려

이상의 정착길이를 확보하여 길이 방향 철근에 긴결한다. 묻힘 길이

는 부재의 높이의 1/2(

)과 후크의 시작점 (접선 지점) 사이의 거리로 취한다.

③ 정착 단부에서 U자 전단보강근의 굽힌 부분은 수직 철근에 연결되어야 한다.

추가로 벽체 교차점에서, 4.3.4.1.2의 전단강도 요구 사항을 만족시키기 위해 필요한 수평 보강 철근은 90° 표준 후크를 가지고 모서리 수직 철근에서 구부려 연결하고 적어도 정착길이만큼 교차 벽체에 수평으로 연장되어야한다.

4.3.3.4 이음

(1) 보강 이음은 다음 중 하나를 만족해야 한다.

① 철근최소이음 길이는 300 mm 또는 식(4.3-2)의 정착 길이 중 큰 값이어야 한다.

② 용접이음은 철근의 인장 또는 압축 강도의 최소 125 % 이상 되도록 보강 용접해야 한다. 용접은 강구조설계기준을 준수해야한다. 용접보강은 탄소당량을 제시하여야 한다. 용접된 기존보강재도 A탄소당량을 분석한 서류를 제출하여야 한다.

③ 기계식 이음은 철근의 인장 또는 압축 강도, 항복강도의 125%를 넘는 연결강재를 사용하여야 한다.

4.3.3.5 최대 보강철근 비

(1) 보강철근비

은 4.3.2에 따라 계산하나 다음과 같은 예외를 둘 수 있다.

① 최연단 압축단에서 사용 가능한 최대 변형량

는 4.3.2 (3)에 따라 산정한다.

② 압축 영역의 강도는 압축영역 면적의 2/3을 곱한

의 85 %로 계산한다.

4.3.3.6 보강 묶음 철근

(1) 묶음 철근을 사용할 수 없다.

4.3.4 보, 피어 및 기둥의 설계

(1) 부재응력은 구조부재 상대강성을 고려하여 산정한다. 횡방향 강성을 계산할 때는 보, 피어 및 기둥에 대한 고려가 필요하다. 균열이 부재 강성에 미치는 영향을 고려하여야 한다.

4.3.4.1 강도

4.3.4.1.1 압축강도와 휨 강도

(1) 압축강도

및 휨 강도

은 4.3.2의 설계 가정 및 4.3.4.1의 규정에 따라 결정한다. 일부 휨 강도의 값에 대하여, 압축강도는 식(4.3-3) 또는 식(4.3-4)에 따라 좌굴에 대한 영향을 고려하여 수정한다. 부재의 임의 단면에서의 휨강도는 임계 단면에서의 최대 휨강도의 1/4 이상이어야 한다. 압축 강도는 식(4.3-3) 또는 식(4.3-4)의 값을 초과하지 않아야 한다.

①

비가 99 이하인 부재의 경우 :

(4.3-3)

②

비가 99를 초과하는 부재의 경우 :

(4.3-4)

여기서,

：조적벽체 순단면적(mm)

：종방향철근의 전체 단면적(mm)

：철근의 항복강도(MPa)

：벽체의 세장비

4.3.4.1.2 전단강도

(1) 전단강도

은 주어진 조건에 따라 식(4.3-5)부터 식(4.3-8)까지 계산한 최솟값으로 산정한다.

(4.3-5)

여기서,

：벽체의 전단강도(kN)

：보강철망으로 발휘하는 전단강도(kN)

은 다음을 초과하지 않아야한다.

① ALC 개체와 박판 모르타르 또는 후판 모르타르 접합면에서 미끄럼 전단 강도는 3.1.5의 마찰계수를 사용하여 식(4.3-6)으로 구한다.

(4.3-6)

여기서,

：접합면 마찰계수

②

일 때,

(4.3-7)

여기서,

：전단벽체에 전단응력이 작용하는 순단면적(mm)

③

일 때,

(4.3-8)

④

에 대한

의 최대값은 0.25와 1.0 사이에서 선형보간한다.

(2) 전단강도는 이하의 ① 및 ②에 근거하여 계산된 값 중 최솟값을 취한다.

① 웨브 전단 균열에 의한 전단강도 - 웨브 전단 균열에 의해 지배되는 전단강도

는 모르타르를 바른 마구리 조인트가 있는 ALC 조적조인 경우에는 식(4.3-9)을 사용하여 계산한다. 모르타르가 없는 마구리 조인트를 가진 경우는 식(4.3-10)을 사용하여 계산한다.

(4.3-9)

(4.3-10)

여기서,

：벽체의 길이(mm)

：벽체의 두께(mm)

통줄눈 쌓기 ALC 조적조의 웨브 전단 균열이 지배하는 전단강도

는 식(4.3-11)로 계산한다.

(4.3-11)

② 대각 압축 스트럿의 파괴가 지배하는 전단강도 -

인 벽체의 경우, 대각 스트럿 파괴로 결정되는 전단강도

는 식(4.3-12)로 계산한다.

(4.3-12)

가 1.5 이상인 벽체의 경우 대각 압축 스트럿의 파괴로 결정되는 전단강도를 계산하지 않는다.

(3) 전단보강 부재의 전단강도

는 식(4.3-13)으로 계산한다.

(4.3-13)

여기서,

：전단뱡향으로의 벽체의 두께(mm)

：철근의 중심 간격(mm)

전단강도

는 ALC 전단벽의 매립된 철근에 대해서만 적용한다.

(4) 면외 하중에 의한 전단강도는 식(4.3-14)으로 계산한다.

(4.3-14)

여기서,

：부재의 폭(mm)

：종방향 인장철근의 중심에서 압축콘크리트 연단까지 거리(mm)

4.3.4.2 보

(1) 보 설계는 KDS 41 60 30 4.2.3.8의 요구사항과 4.3.4.2 의 추가 요구 사항을 충족시켜야 한다.

(2) 보에 가해지는 계수압축력은

를 초과하지 않아야 한다.

4.3.4.2.1 종방향 철근

(1) 서로 다른 종방향 보강철근 직경차이는 2배를 넘어서는 안 된다. 보에 사용되는 보강철근 치수는 2종류까지 허용한다.

(2) 보의 휨강도는 보의 균열모멘트(

)의 1.3배보다 커야 한다. 파괴계수(

)는 3.1.3에 따라 산정한다.

4.3.4.2.2 횡보강재

(1)

가

를 초과하는 경우 횡방향 보강이 필요하다. 계수전단력

는 횡하중의 영향을 포함해야 한다. 횡방향 보강이 요구되는 경우, 다음의 규정을 적용한다.

① 전단보강근의 양끝에 180° 후크가 있는 단일 철근이어야 한다.

② 전단보강근은 길이방향 철근에 긴결되어야 한다.

③ 전단보강근의 최소 면적은

이어야 한다.

④ 첫 번째 전단보강근은 보의 끝에서 보 깊이(

)의 1/4을 초과해서 위치하면 안 된다.

⑤ 전단보강근의 최대 간격은 보 높이의 1/2, 또는 1200 mm 미만을 초과해서는 안 된다.

4.3.4.2.3 시공

(1) 보는 완전히 그라우팅 되어야 한다.

4.3.4.2.4 치수 한계

(1) 보 단면 깊이는 200 mm 이상이어야 한다.

4.3.4.3 피어

(1) 피어에 가해지는 계수 압축력은

를 초과하지 않아야 한다.

(2) 길이방향 철근 - 면내에서 압축응력과 인장응력이 작용하는 피어는 단면 중심에 대칭으로 보강되어야 한다. 피어의 종 방향 보강은 다음에 따른다.

① 적어도 하나의 철근은 각 끝단에 도달하여야 한다.

② 길이방향 철근의 최소 면적은

이어야 한다.

(3) 치수 제한 - 치수는 다음 조건을 따라야 한다.

① 피어의 두께는 150 mm 이상이어야 하며 400 mm를 초과하지 않아야 한다.

② 피어의 횡방향 지지부재 사이의 거리는 4.3.4.3 (3) ③ 항의 규정을 제외하고는 공칭 두께의 25배를 넘어서는 안 된다.

③ 피어의 횡방향 지지부재 사이의 거리가 피어의 두께의 25배를 초과하는 경우에는 4.3.5 규정에 따라 설계한다.

④ 피어의 길이는 공칭 두께의 3배 이상이어야 하며 6배 이하이여야 한다. 피어의 순높이는 길이의 5배를 넘을 수 없다.

4.3.5 면외 하중을 받는 벽체

4.3.5.1 범위

(1) 4.3.5 규정을 적용하여 면외 하중을 받는 벽체를 설계하여야 한다.

4.3.5.2 최대 철근비

(1) 최대 철근비는 4.3.3.5에 따른다.

4.3.5.3 축방향 강도 및 휨 강도

(1) 단면의 축강도

및 휨강도

은 4.3.2 설계가정에 따라 산정한다. 압축강도는 식(4.3-3)또는 식(4.3-4)으로 산정하는 압축강도를 초과해서는 안 된다.

4.3.5.4 전단강도

(1) 전단강도는 4.3.4.1.2에 따른다.

4.3.5.5 효과

(1) 부재는 계수 축하중

와 부재 곡률영향을 고려한 확대 모멘트

에 대하여 설계되어야 한다. 확대 모멘트는 4.3.5.5 (2) 또는 4.3.5.5 (3)로 산정한다.

(2) 모멘트 및 처짐계산은 단순지지조건으로 가정하여 산정한다. 지지부재, 고정단조건, 모멘트 및 처짐은 적절한 가정을 토대로 역학적인 원리에 따라 계산한다.

최대모멘트 위치에서 계수축하중은 식(4.3-15)의 요구사항을 만족할 때 사용한다.

(4.3-15)

유효 높이와 공칭 두께의 비(

)가 30을 초과할 때, 계수 축응력은

를 초과하지 않아야 한다.

계수모멘트와 축력은 벽체 단면의 도심에서 산정한 값으로 벽체의 중앙부에서의 계수모멘트

는 식(4.3-16)을 계수 축력

는 식(4.3-17)을 사용한다.

(4.3-16)

(4.3-17)

여기서,

：벽체상부에 작용하는 바닥 또는 지붕하중 계수 축하중(N)

：벽체에 작용하는 계수축하중(N)

：바닥 또는 지붕하중 계수축하중의 편심(mm)

：유효높이(mm)

：계수하중에 대한 처짐(mm)

：면외 계수 등분포 하중(N/mm)

계수 하중에 대한 처짐(

)은 식(4.3-18)과 식(4.3-19)을 사용한다.

①

일 때

(4.3-18)

②

일 때

(4.3-19)

여기서,

：ALC 탄성계수 (MPa)

：단면전체의 단면2차모멘트(mm4)

：벽체의 균열 모멘트(N·m)

：벽체작용 계수 모멘트(N·m)

(3) 계수모멘트

는 2차 해석 또는 1차 해석과 식(4.3-20)에서 식(4.3-22)으로 산정한다.

(4.3-20)

여기서,

은 1차 해석에서 계수모멘트를 의미한다.

(4.3-21)

(4.3-22)

여기서,

일 때,

는

으로 한다.

일 때,

는

이 된다.

는 1.0을 초과할 수 없다.

(4) 벽체의 균열모멘트는 식(4.3-23)으로 산정하며

는 3.1.3에서 정의한다.

(4.3-23)

여기서,

：ALC의 파괴계수(MPa)

ALC 조적조단면에 수평줄눈이 있는 경우에는

의 값은 345 kPa 이하이어야 한다.

(5) 균열단면 2차 모멘트

산정에서 중립축은 4.3.2 설계가정에 따라 결정된다. 축 방향 하중영향은

을 계산할 때 고려할 수 있다. 전체 구조해석으로 강성 값을 구하지 않는 한, 벽면에서 중립축을 갖는 그라우트 주입된 벽 또는 부분적으로 그라우트 주입된 벽체의 균열 단면 2차 모멘트는 식(4.3-24) 및 식(4.3-25)으로 구해야 한다.

(4.3-24)

(4.3-25)

여기서,

：부재의 폭(mm)

：변형률의 중립축 깊이(mm)

：종방향 인장철근의 중심에서 압축콘크리트 연단까지 거리(mm)

：탄성계수비

(6) 면외 하중을 받는 벽체 설계강도는 식(4.3-26)에 따른다.

(4.3-26)

철근이 벽체 단면의 중심에 위치한다면 식(4.3-27)과 식(4.3-28)을 사용하여 휨 강도를 산정한다.

(4.3-27)

(4.3-28)

4.3.5.6 변형

(1) 허용 응력 설계의 하중 조합에 의한 수평 중앙부 변형(

)은 식(4.3-29)으로 제한된다.

(4.3-29)

(2)

효과는 4.3.5.6.1 절 또는 4.3.5.6.2 절을 사용하여 전체 변형 계산에 포함된다.

(3) 4.3.5.6.1 단순 지지조건인 경우, 중앙부 처짐(

)은 식(4.3-18) 또는 식(4.3-19)으로 계산할 수 있어야 한다. 이 식에서

를

로 대체하고

를

로 치환하여야 한다.

(4)　4.3.5.6.2 처짐

는 균열영향을 고려한 2차 해석 또는

를 계수로 사용하여 증가된 처짐을 계산하는 1차 해석에 의해 결정되어야 한다.

는 식(4.3-22)로 계산한다.

4.3.6 면내 하중을 받는 벽체

4.3.6.1 적용범위

(1) 4.3.6은 면내 하중에 저항할 수 있는 벽체에 적용된다.

4.3.6.2 철근배근

길이방향철근의 설계는 다음사항을 준수 한다.

(1) 길이방향철근은 전단보강근과 직각으로 배치되며, 적어도

의 1/3 이상이어야 한다. 길이방향철근은 균일하게 분포되어야 하며 간격은 2.4 m를 초과해서는 안 된다.

(2) 최대 철근비는 4.3.3.5에 따라 결정된다.

4.3.6.3 휨 및 압축강도

(1) 휨 및 축강도는 4.3.4.1.1에 따라 결정한다.

4.3.6.4 전단강도

(1) 전단강도는 4.3.4.1.2에 따라 결정한다.

4.3.6.5 휨 균열강도

(1) 휨 균열강도는 식(4.3-30)에 따라 계산되며, 여기서

는 3.1.3에서 주어진다.

(4.3-30)

여기서,

：ALC의 파괴계수(MPa)

(2) ALC 조적조 단면에 수평조절 줄눈이 있는 경우

의 값은 345 kPa를 초과할 수 없다.

4.3.6.6 요구사항

(1) 4.3.3.5의 최대 철근보강 요구사항은 ① ~④ 조건을 만족하는 전단벽을 설계하는 경우에는 적용하지 않는다.

① 전단벽의 가장자리에서 특수 경계 요소의 필요성은 ② 또는 ③에 따라 평가한다. 또한 ④의 요구 사항도 만족되어야 한다.

② 이 절은 휨 한계 상태가 벽체 기초의 항복에 의해 지배되는 단일 곡률 상태의 벽체에 적용한다.

가. 특수 경계요소들은 압축영역의 비율에 따라 만들어지고, 여기서

는

(4.3-31)

여기서,

：지진하중에 대한 변위산정계수

：ALC 전단벽체의 높이 (mm)

：ALC 전단벽체의 길이(mm)

：건물의 유효 높이에서 지진하중에 대한 횡변위(mm)

KDS 41 12 00 건축물 설계하중의 식(4.5-5) 하중조합(

)에 따라 벽체하부 임계단면에서 해당 공칭강도

에 대해 주어진

에 대해 계산한다. KDS 41 12 00 식(4.5-5) 하중조합의

에 대한 하중 계수는 0.5로 저감할 수 있다.

나. 가.항에 의해 특수 경계요소가 요구되는 경우, 특수 경계요소 보강은 임계 단면으로부터

또는

의 값보다 더 길게 수직으로 연장되어야 한다.

③ ②의 조건으로 설계되지 않은 전단벽은 경계부와 전단벽의 개구부 모서리에서 특수경계요소가 설치되어 계수하중에 대응하는 지진효과를 고려한 최대연단요소의 압축응력은

를 초과해야 한다. 특수경계요소는 계산된 압축응력이

보다 작은 곳에서는 불연속을 허용할 수 있다. 응력은 선형탄성모델 및 전체단면특성을 사용하여 계수가 적용된 응력에 대해 계산한다. 플랜지가 있는 벽의 경우는 다음과 같은 유효플랜지 폭에서 작은 값을 사용한다.

가. 플랜지 두께의 6 배.

나. 벽체가 인장력을 받는 경우 마루 바닥과 마루 바닥까지 벽체 높이의 0.75 배.

다. 유효 폭은 유발 줄눈을 초과 할 수 없다.

③ ② 또는 ③에서 특수경계요소는 가.부터 라.까지 기준을 만족하여야 하며, 요소의 변형 능력을 검증하기 위한 시험을 수행한다.

가. 특수경계 요소는 최연단 압축단에서

와

중 큰 값 이상으로 수평방향으로 연장되어야 한다.

나. 플랜지 부분의 특수경계요소는 압축측 유효 플랜지 폭을 포함하고, 적어도 300 mm 이상 웨브에서 떨어져야 한다.

다. 벽체 기초에서 특수경계요소의 횡보강은 특수 경계 요소가 기초까지 도달하지 않으면, 경계 요소에서 가장 큰 길이 방향 보강재의 정착길이만큼 지점에서 연장되어야 한다. 여기서, 특수 경계요소의 횡방향 보강재는 독립기초나 온통기초에 300 mm 이상 정착되어야 한다.

라. 벽체 웨브의 수평전단보강은 경계요소의 구속된 단면 중심에서 기준항복강도

를 발휘할 수 있도록 정착되어야 한다.

4.3.7. 보강 패널

4.3.7.1 범위

(1) 4.3.7은 면내와 면외하중이 작용하는 보강 패널의 설계에 적용된다.

4.3.7.2 휨과 축강도

(1) 휨 및 축강도를 4.3.4.1.1에 따라 결정한다.

4.3.7.3 전단강도

(1) 전단강도는 4.3.4.1.2에 따라 계산된다.

4.3.7.4 지압강도

(1) 지압 강도는 4.1.10에 따라 계산된다.

 

자료출처 :국가건설기준센터(KCSC)

 

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